CN112352114B - 摩擦离合器装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种离合器装置(1)，用于在能够绕轴分别旋转的第一旋转体(21)与第二旋转体(23)之间控制转矩的传递，该离合器装置(1)具备：凸轮盘(35)，其具备第一凸轮面(35c)，能够相对于所述第二旋转体(23)绕所述轴旋转；先导离合器(29)，其为了将所述凸轮盘(35)相对于所述第一旋转体(21)在周向上进行制动而与所述凸轮盘(35)结合；压盘(39)，其具备在轴向上与所述第一凸轮面(35c)对置的第二凸轮面(39c)，与所述第二旋转体(23)一起旋转且能够在轴向上移动；多个滚动体(41)，其介于所述凸轮盘(35)与所述压盘(39)之间，根据所述凸轮盘(35)相对于所述压盘(39)的差动而滚动；支撑件(37)，其绕所述轴呈圆环，将所述多个滚动体(41)支撑为能够分别旋转而限制滚动，所述支撑件(37)为了相对于旋转方向的移动产生阻力而与所述第二旋转体(23)摩擦地嵌合；以及摩擦离合器(25)，若在轴向被所述压盘(39)按压，则在所述第一旋转体(21)与所述第二旋转体(23)之间传递所述转矩。

Description

摩擦离合器装置
技术领域
以下公开涉及一种利用凸轮机构的摩擦离合器装置，尤其涉及一种能够抑制制动转矩的摩擦离合器装置。
背景技术
一般车辆利用几个离合器。例如，基于切换两轮驱动(2WD)模式和四轮驱动(4WD)模式的目的，有时在两个轴之间介入离合器，并通过促动器切换其连结和脱离连结。
在利用如爪式离合器那样的啮合离合器时，虽然能够进行没有滑动的可靠的转矩传递，但在车辆处于停止中时以外难以进行连结和脱离连结，通常，这样的装置无法在量上控制传递的转矩。鉴于这些问题，有时利用多板离合器那样的摩擦离合器。
根据摩擦离合器，能够利用其滑动而在量上控制传递的转矩，但若欲实现相反地没有滑动的转矩传递，则装置需要具备产生充分的轴向力的机构。单独的机构难以产生充分的轴向力，因此，有时组合用于产生差动的先导离合器和对由该差动产生的周向的力进行倍增并转换为轴向力的凸轮机构。
专利文献1、2公开了相关的技术。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际专利申请公开WO2017/149829A1
专利文献2：日本专利申请公开2016-61350号
发明内容
先导离合器通过其自身的摩擦制动而产生差动，相反，在从外部施加差动时，在先导离合器上产生拖曳(制动)阻力。该制动还会增大差动，增大了的差动使凸轮机构工作而对主离合器施加轴向力，因此主离合器也会产生意外的制动。这样的情况例如在4WD模式中前后轮产生旋转差时可能发生。该制动会给车辆的燃料消耗带来不利影响。本发明人等为了解决该问题，想到了以下公开的离合器装置。
根据一个方面，用于在能够绕轴分别旋转的第一旋转体与第二旋转体之间控制转矩的传递的离合器装置具备：凸轮盘，其具备第一凸轮面，能够相对于所述第二旋转体绕所述轴旋转；先导离合器，其为了将所述凸轮盘相对于所述第一旋转体在周向上进行制动而与所述凸轮盘结合；压盘，其具备在轴向上与所述第一凸轮面对置的第二凸轮面，与所述第二旋转体一起旋转且能够在轴向上移动；多个滚动体，其介于所述凸轮盘与所述压盘之间，根据所述凸轮盘相对于所述压盘的差动而滚动；支撑件，其绕所述轴呈圆环，将所述多个滚动体支撑为能够分别旋转而限制滚动，所述支撑件为了相对于旋转方向的移动产生阻力而与所述第二旋转体摩擦地嵌合；以及摩擦离合器，若在轴向被所述压盘按压，则在所述第一旋转体与所述第二旋转体之间传递所述转矩。
附图说明
图1是包含一个实施方式的凸轮机构的离合器装置的纵剖视图。
图2是凸轮机构的局部剖切立体图。
图3A是用包含通过轴以及圆锥滚子的中心的放射轴的截面进行剖切而得到的压盘、圆锥滚子以及凸轮盘的剖视图。
图3B是沿轴向观察圆锥滚子及支撑件的局部俯视图。
图4A是沿轴向观察基于一个例子的支撑件的俯视图。
图4B是从图4A的线VIB-VIB截取的支撑件的局部剖视图。
图5是沿轴向观察基于其他例子的圆锥滚子及支撑件的局部俯视图。
图6A是基于利用凸轮滚珠的例子的压盘、凸轮滚珠及凸轮盘的剖视图。
图6B是沿轴向观察凸轮滚珠及支撑件的局部俯视图。
图7是碟形弹簧的立体图。
具体实施方式
下面结合附图对几个示例性实施方式进行说明。通过以下的说明及权利要求的范围，如果没有特别的说明，则轴是指凸轮机构的旋转轴，另外，轴向是与之平行的方向，径向是与之正交的方向，旋转方向是指绕轴旋转的方向。
本实施方式的凸轮机构3例如能够应用于图1所例示的离合器装置1，但并不一定限定于此。离合器装置1是在分别绕轴X旋转的第一旋转体与第二旋转体之间进行转矩的传递的断续或控制的装置，在该例中，第一旋转体是离合器壳体21，第二旋转体是轴23。离合器装置1大体上具备凸轮机构3、使该凸轮机构3动作的单元27、摩擦离合器25、以及将凸轮机构推回最初位置的弹簧13。
摩擦离合器25介于离合器壳体21与轴23之间而将转矩传递进行中介。在该例中，摩擦离合器25是多板离合器，但也可以是其他形式的摩擦离合器。离合器25的多个外板通过凸块等与离合器壳体21结合，与外板交替排列的多个内板通过凸块等与轴23结合。凸轮机构3对离合器25施加轴向力，由此，外板与内板摩擦地连结，在离合器壳体21与轴23之间传递转矩。另外，通过增减轴向力而传递的转矩增减。
离合器装置1还具备为了使凸轮机构3工作而产生差动的单元27，单元27大致具备先导离合器29和使该先导离合器29工作的螺线管31。结合图1，参照图2，在该例子中，单元27通过对凸轮盘35进行制动而使其相对于压盘39产生差动，由此使凸轮机构工作。
在本例中，先导离合器29也是多板离合器，但也可以是其他形式的摩擦离合器。先导离合器29的多个外板通过凸块等与离合器壳体21结合，与外板交替排列的多个内板通过凸块等与凸轮盘35结合。
螺线管31还具备引导其磁通并具备间隙的芯32和以跨越间隙的方式配置的电枢33，芯32和电枢33以夹着离合器29的方式配置。若螺线管31被励磁，则磁通朝向芯32诱导电枢33，由此在外板与内板之间产生摩擦而对凸轮盘35进行制动。即，在离合器壳体21与轴23之间存在角速度差时，相应地在凸轮盘35上相对于压盘39产生差动。
结合图2，参照图3A、3B，凸轮机构3大体上具备凸轮盘35、压盘39、介于其间的多个滚动体、以及支撑滚动体的圆环状的支撑体37。滚动体的例子是圆锥滚子41，但如后所述也可以是滚珠，或者也可以是其他适当的形状。
凸轮盘35能够绕轴X旋转，如已经说明的那样，为了接受差动，利用凸块等与单元27的内板结合。凸轮盘35具备与圆锥滚子41的滚动面41R接触的凸轮面35c。凸轮面35c相对于与轴X正交的周面在周向上稍微倾斜，以使圆锥滚子41滚动而在轴向上移动。
压盘39也能够绕轴X旋转，在轴向上与凸轮盘35对置，且为了按压离合器25，也在轴向上与离合器25对置且能够在轴向上移动。另外，为了与轴23一起旋转而与轴23卡合。因此，如果制动，则凸轮盘35相对于压盘39产生差动。压盘39也具备与圆锥滚子41的滚动面41R接触的凸轮面39c。凸轮面39c也相对于与轴X正交的周面在周向上稍微倾斜，以通过圆锥滚子41的滚动使压盘39沿轴向移动。或者，也可以仅对凸轮面35c和凸轮面39c中的任一方赋予倾斜。
多个圆锥滚子41相对于轴X对称地配置。圆锥滚子41的数量在图示的例子中为3，当然不限于此。从保持板35、39间的平行的观点出发，优选为3以上，但即使过多也通常大多无助于轴向力的承担。
各圆锥滚子41沿着与轴X正交的放射轴XR决定朝向，其侧面如图3A所示，是与凸轮面35c、39c接触并在其上滚动的滚动面41R。该滚动面41R关于放射轴XR旋转对称，并且成为在径向上朝向内侧而前端变细的圆锥面。
滚动面41R与凸轮面35c、39c的接触实质上能够成为遍及其全长的线接触。这有助于凸轮机构3承担较大的轴向力，并且成为对于滚动的适度的阻力。如后所述，该阻力相对于凸轮机构3的初始动作起制动作用。
在各圆锥滚子41中，在径向上面向外侧的外周面41f与支撑件37抵接而被该支撑件37支撑。外周面41f也可以与凸轮盘35及压盘39分离。内周面41i也可以与板35、39、支撑件37、轴23中的任一个分离，或者也可以如图5所示与支撑件37抵接而被支撑。
支撑件37大致为圆环状，并且大体上其大部分为固定板厚的圆盘部37w。圆盘部37w在周向上等间隔地被切口或被冲孔，分别成为收容圆锥滚子41的切口，其内表面为支撑面37f及保持面37s。支撑面37f与圆锥滚子41的外周面41f抵接，保持面37s与滚动面41R抵接。为了防止圆锥滚子41的脱落而以紧密接触的方式决定支撑面37f与保持面37s的尺寸，另外，也可以以尽量与相对于滚动的阻力摩擦地接触的方式决定尺寸。该阻力也能够相对于凸轮机构3的初始动作起制动作用。
结合图3A、图3B，参照图4A、图4B，支撑件37还可以具备爪37p，该爪37p以延长保持面37s的方式从圆盘部37w主要沿轴向突出。圆锥滚子41克服爪37p的弹力而***切口，之后利用爪37p防止脱落。另外，该爪37p能够通过延长保持面37s而能够增大相对于圆锥滚子41的滚动的阻力。
而且，为了扩大支撑面37f的面积，支撑件37也可以在其外周从圆盘部37w鼓出。该扩大后的支撑面37f有利于支撑向圆锥滚子41施加的朝向径向外侧的按压力，另外，能够增大相对于圆锥滚子41的滚动的阻力。
支撑件37与圆锥滚子41分别在凸轮面35c、39c上滚动而升降的动作相应地一同沿周向及轴向移动，由此连续支撑圆锥滚子41。
支撑件37的多个圆盘部37w还在径向上的内侧端与轴23嵌合。该嵌合允许支撑件37在轴向上移动，但为了至少相对于旋转方向的移动而产生阻力而具有摩擦性。这除了有助于使圆锥滚子41及支撑件37相对于轴X调心以外，还阻碍凸轮的动作，因此结果能够防止凸轮机构3对压盘39施加意外的按压力。也可以代替摩擦嵌合，或者在此基础上，使至少在旋转方向上增大摩擦的构造、部件或者被膜介于圆盘部37w与轴23之间。另外，为了增大相对于轴23的接触面积，如图5所示，圆盘部37w也可以在圆锥滚子41的内周面41i的内侧连续。
如已经说明的那样，滚动体也可以如图6A、6B所示那样是凸轮滚珠41B来代替滚子。凸轮滚珠41B的滚动面41R能够成为旋转对称的球面。支撑件37与滚动面41R相应地具备圆形孔。圆形孔的内表面为支撑面37f，其尺寸以与凸轮滚珠41B的滚动面41R紧密接触的方式来决定，另外，也可以以尽量与相对于滚动的阻力摩擦地接触的方式决定尺寸。
主要结合图1、3，参照图7，弹簧13例如能够利用所谓的碟形弹簧。碟形弹簧不限于一个，也可以是叠加多个的碟形弹簧。
在碟形弹簧的情况下，弹簧13的整体为从外缘朝向中央稍微倾斜的圆锥的盘状，在中央附近开孔，即成为圆锥台。也可以仅外缘部13d为完全的圆锥，内周部被切开而形成多个突片部13p。在突片部13p的内侧端被静止部件支撑，在外缘部13d的外缘发挥弹力。该形状有利于在比较长的行程中发挥恒定的弹力，另外，即使在突片部13p、外缘部13d产生一些磨损，特性也难以发生变化。
弹簧13在内周与弹性挡环15抵接，该弹性挡环15与轴23侧的任一个例如与用于内板的凸块等卡合，弹簧13在外缘例如与压盘39抵接，由此向远离摩擦离合器25的方向对压盘39施力。在除去凸轮机构3的轴向力，弹簧13将压盘39推回最初的位置，防止摩擦离合器25产生制动。
在弹簧13的外缘对压盘39均等地进行按压，这在保持板35、39间的平行的方面有利地发挥作用，反过来，在压盘39均等地按压摩擦离合器25这一点上也有利地发挥作用。
如已经说明的那样，若在先导离合器29上产生意外的制动，则凸轮机构3意外地工作，将压盘39朝向摩擦离合器25按压。弹簧13向抵抗其的方向推压压盘39，但并不是仅通过弹簧13的弹力来对抗施加的推压力。包含与轴23摩擦地嵌合的支撑件37在内的几个阻力要素制止凸轮机构3的初始动作，通过使其与弹簧13协作，防止意外的制动的产生。
弹簧13不需要应用抵抗凸轮机构3那样的强有力的碟形弹簧。与之平衡地，螺线管31和先导离合器29除了驱动凸轮机构3之外不需要足以抵抗弹簧13的强有力的驱动力。不需要用于螺线管31的动作的较大的电力，因此，本实施方式的离合器装置1在电力消耗这一点上也有助于节省车辆的燃料。
对几个实施方式进行了说明，但能够基于上述公开内容进行实施方式的修正或变形。

Claims (6)

1.一种离合器装置，用于在能够绕轴分别旋转的第一旋转体与第二旋转体之间控制转矩的传递，所述离合器装置的特征在于，具备：
凸轮盘，其具备第一凸轮面，能够相对于所述第二旋转体绕所述轴旋转；
先导离合器，其为了将所述凸轮盘相对于所述第一旋转体在周向上进行制动而与所述凸轮盘结合；
压盘，其具备在轴向上与所述第一凸轮面对置的第二凸轮面，与所述第二旋转体一起旋转且能够在轴向上移动，
多个滚动体，其介于所述凸轮盘与所述压盘之间，根据所述凸轮盘相对于所述压盘的差动而滚动；
支撑件，其绕所述轴呈圆环，将所述多个滚动体支撑为能够分别旋转而限制滚动，所述支撑件为了相对于旋转方向的移动产生阻力而与所述第二旋转体摩擦地嵌合；以及
摩擦离合器，若在轴向上被所述压盘按压，则在所述第一旋转体与所述第二旋转体之间传递所述转矩。
2.根据权利要求1所述的离合器装置，其特征在于，
以为了限制所述多个滚动体的滚动而与所述多个滚动体摩擦地接触的方式决定所述支撑件的尺寸。
3.根据权利要求1所述的离合器装置，其特征在于，
所述支撑件具备：固定的厚度的圆盘部；以及从所述圆盘部沿轴向突出而支撑所述多个滚动体的侧面的爪。
4.根据权利要求3所述的离合器装置，其特征在于，
所述多个滚动体分别具备在径向上面向外侧的外周面，所述支撑件具备支撑面，所述支撑面从所述圆盘部沿轴向鼓出并支撑所述外周面。
5.根据权利要求3所述的离合器装置，其特征在于，
所述多个滚动体的所述侧面分别包括在径向上朝向内侧而前端变细的圆锥面，为了实现与所述侧面线接触而决定所述第一凸轮面以及所述第二凸轮面的尺寸。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的离合器装置，其特征在于，
还具备弹簧，该弹簧与所述压盘抵接而向远离所述摩擦离合器的方向对所述压盘施力。
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